電廠汽輪機(jī)振動(dòng)大的原因分析及處理

摘 ?要：隨著我國(guó)整個(gè)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其在社會(huì)生活生產(chǎn)當(dāng)中扮演著越來(lái)越關(guān)鍵的角色，而確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行是重中之重。但是在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中往往會(huì)產(chǎn)生各種內(nèi)部故障，進(jìn)而影響到整體供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是電廠汽輪機(jī)振動(dòng)故障，如果對(duì)其處理不當(dāng)將會(huì)產(chǎn)生二次影響，而直接影響到整個(gè)供電運(yùn)行工作。因此為了可以有效確保整個(gè)供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就必然要加大對(duì)汽輪機(jī)振動(dòng)問題的深入分析和研究，進(jìn)而對(duì)其采取更加有效的措施手段，有效保障電廠工作效率。

關(guān)鍵詞：電廠汽輪機(jī);振動(dòng)故障;原因分析;處理措施

1.前言

汽輪機(jī)是電廠中比較常見的設(shè)備，而其在日常工作中其振動(dòng)問題一直影響著其運(yùn)行，一般來(lái)說造成汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的原因多種多樣，要結(jié)合實(shí)際情況展開分析，進(jìn)而更好地對(duì)其采取具有針對(duì)性的措施手段，有效確保整個(gè)電廠汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析

2.1轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形

汽輪機(jī)的主要構(gòu)成部分是轉(zhuǎn)子，在工作過程中難免發(fā)生磨損現(xiàn)象，而長(zhǎng)期的磨損極易造成高溫等問題，進(jìn)而很容易出現(xiàn)摩擦變熱而進(jìn)一步出現(xiàn)磨損變形，這也是汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)的主要原因。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因在于轉(zhuǎn)子自身的散熱能力十分欠缺，長(zhǎng)期作用下，而使得轉(zhuǎn)子發(fā)生扭曲變形，轉(zhuǎn)子無(wú)法在原有軌道中運(yùn)動(dòng)而在空氣中產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流現(xiàn)象，從而帶動(dòng)其他零部件發(fā)生振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還有可能造成零部件發(fā)生損壞等等。所以在工作過程中，一旦發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，則必須提高安全意識(shí)認(rèn)真檢查，避免其在后續(xù)工作中產(chǎn)生二次傷害。

2.2汽流激振

汽輪機(jī)在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽，而這些蒸汽的流速如果不穩(wěn)定則很有可能產(chǎn)生強(qiáng)弱波形，處于低速運(yùn)行的結(jié)構(gòu)組件忽然被高速激流沖擊，因?yàn)槠涫芰Σ痪鶆蚨l(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象?？赡苁怯捎谄鋬?nèi)部運(yùn)行參數(shù)的激烈變化而造成機(jī)器運(yùn)行不穩(wěn)定，另外一種原因則是由于汽流分量低頻狀態(tài)流量較大，使其頻率發(fā)生劇變，導(dǎo)致各種不均勻氣流的產(chǎn)生。

2.3摩擦振動(dòng)

摩擦振動(dòng)的原因主要是構(gòu)件間隙有雜質(zhì)產(chǎn)生阻力，或是潤(rùn)滑不足，或是構(gòu)件變形與相鄰構(gòu)件摩擦異常增大等。其特征主要是以下三點(diǎn)：1）因摩擦振動(dòng)導(dǎo)致波形異常，出現(xiàn)振幅值和相位，這種波形振動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間存在;2）轉(zhuǎn)子變形導(dǎo)致周圍應(yīng)力失衡，增持到振動(dòng)信號(hào)上，使振動(dòng)異常，但振動(dòng)主頻未發(fā)生改變;3）摩擦振動(dòng)在降速尾聲時(shí)振動(dòng)比剛提速時(shí)大。

2.4轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡

轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡在整個(gè)汽輪機(jī)振動(dòng)故障原因中是十分常見的，產(chǎn)生此類的原因主要有以下三點(diǎn)：首先材料制作并不均勻，另外則是在進(jìn)行轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)及后續(xù)的安裝過程中存在誤差，最后則是在具體應(yīng)用過程中缺乏正常的維護(hù)工作。因?yàn)檗D(zhuǎn)子質(zhì)量不均勻，將很有可能使其運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡發(fā)生偏離，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的平衡，與其他零部件發(fā)生碰撞而導(dǎo)致振動(dòng)故障。

2.5轉(zhuǎn)子中心孔有油滲入

在汽輪機(jī)運(yùn)行期間，如果轉(zhuǎn)子大軸的端部未擰緊其堵頭的話，由于中心孔壓差的存在，會(huì)有一定量的潤(rùn)滑液滲透進(jìn)入孔中。另外，如果在完成相應(yīng)的工作之后，未認(rèn)真清理中心孔存在的油分，也會(huì)致使油分滲入到轉(zhuǎn)子中心孔，從而致使振動(dòng)故障的發(fā)生。

3.汽輪機(jī)振動(dòng)故障解決措施

3.1針對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡問題

根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因分析提出以下解決措施：首先，轉(zhuǎn)子材料選擇上應(yīng)該選擇符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的材料，避免偷工減料等;其次，在轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)、制造和安裝環(huán)節(jié)需要請(qǐng)專業(yè)的人員和團(tuán)隊(duì)來(lái)進(jìn)行，本單位執(zhí)行人員必須具有該方面的專業(yè)素養(yǎng);然后在使用過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)的操作流程、操作標(biāo)準(zhǔn)和操作要求來(lái)進(jìn)行，并定期進(jìn)行設(shè)備的養(yǎng)護(hù)，防止人為原因?qū)υO(shè)備質(zhì)量平衡造成不良影響。

3.2針對(duì)轉(zhuǎn)子熱彎曲現(xiàn)象的解決措施

一般來(lái)說轉(zhuǎn)子熱彎曲可分為以下兩種：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲。前者往往考慮汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子所處的工作環(huán)境，由于其高溫高壓，所以必須加強(qiáng)轉(zhuǎn)子質(zhì)量的改善，另外也可以通過提高轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度來(lái)增強(qiáng)其散熱效果。后者則是考慮對(duì)其內(nèi)部的環(huán)境進(jìn)行疏通以便散熱，同時(shí)也避免各種雜志的進(jìn)入，防止其出現(xiàn)堵塞而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)的現(xiàn)象，有效確保轉(zhuǎn)子不會(huì)受到損壞。

3.3汽流激振的解決對(duì)策

汽輪機(jī)汽流激振的故障排除，首先要找到汽流激振的原因，需要對(duì)長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，將滿負(fù)荷、正常運(yùn)行、空載時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用曲線圖走勢(shì)，找到引發(fā)振動(dòng)的因素。從而逐漸調(diào)解輸出功率，汽流緩慢增加，將振動(dòng)數(shù)據(jù)繪成曲線圖與正常曲線圖進(jìn)行對(duì)比。汽輪機(jī)負(fù)荷增加后，汽門隨著負(fù)荷的增加不斷變化來(lái)抵消汽流振動(dòng)的危害。因此，對(duì)于汽流激振的故障，需要長(zhǎng)時(shí)間的觀察和精細(xì)化調(diào)整負(fù)荷參數(shù)，才能有效降低汽流激振的不良影響，維持發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.4摩擦振動(dòng)的解決對(duì)策

零部件摩擦振動(dòng)是機(jī)械運(yùn)行過程中十分常見的問題，而摩擦振動(dòng)的根本原因在于其運(yùn)行軌跡超出正常范圍，一般比較常見的現(xiàn)象是振動(dòng)幅度過大或聞到有燒焦味，因此必須對(duì)于此類問題引起足夠的重視。在對(duì)其進(jìn)行解決時(shí)要判斷其振動(dòng)來(lái)源，是轉(zhuǎn)動(dòng)部件還是靜態(tài)部件，然后改變其運(yùn)行軌跡或者是通過增加潤(rùn)滑的方式來(lái)避免其摩擦，同時(shí)還要及時(shí)對(duì)破損件進(jìn)行更換，必要時(shí)加強(qiáng)散熱功能。

3.5油膜震蕩的解決對(duì)策

汽輪機(jī)油膜振動(dòng)故障出現(xiàn)時(shí)，可以針對(duì)實(shí)際機(jī)器的故障情況，采用下列解決措施的一種或幾種結(jié)合，盡快恢復(fù)汽輪機(jī)正常工作，保證發(fā)電廠發(fā)電系統(tǒng)重回正常的發(fā)電軌道上來(lái)。1）軸瓦增壓使油膜處于相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境中，使振動(dòng)可控;2）軸瓦頂部間隙過大，適當(dāng)減少間隙，上軸瓦軸承寬度增大，使振動(dòng)頻率變小，從而降低油膜的振動(dòng);3）油膜異常振動(dòng)與軸瓦與軸頸的結(jié)合角度大小關(guān)系密切，角度越小，振動(dòng)越小，根據(jù)這一規(guī)律進(jìn)行角度的適當(dāng)調(diào)解，從而減少油膜振動(dòng);4）間隙潤(rùn)滑至關(guān)重要，既能減少摩擦，又能降低油膜異常振動(dòng)，達(dá)到保養(yǎng)汽輪機(jī)組件的目的。因此，加強(qiáng)組件間隙潤(rùn)涓是降低油膜異常振動(dòng)的有效方法之一;5）油膜振動(dòng)與受力不均脫離不了干系，因此，需要加強(qiáng)平衡校正，使油膜處于相對(duì)穩(wěn)定的工作環(huán)境中，從而降低油膜異常振動(dòng)的機(jī)率。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電廠汽輪機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)故障的問題是多種多樣的，需要相關(guān)人員引起充足的重視，認(rèn)真分析其產(chǎn)生振動(dòng)的根本原因并對(duì)其采取科學(xué)有效的措施手段，從而避免其再次發(fā)生振動(dòng)甚至出現(xiàn)更大的故障。在后續(xù)的工作中也要注重對(duì)汽輪機(jī)的合理維修與保養(yǎng)工作，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)進(jìn)行有效排查，認(rèn)真分析其產(chǎn)生故障的原因并做出改善，從而確保汽輪機(jī)能夠在電廠中穩(wěn)定發(fā)揮其作用，不斷推動(dòng)整個(gè)電力事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：王藝萍（1987.10-），女，山東榮成人，工程師，碩士研究生，單位：國(guó)核示范電站有限責(zé)任公司，研究方向：核電廠性能試驗(yàn)。